Aula 01 Aspectos Gerais Biomoléculas

Prévia do material em texto

B
I
O
Q
U
Í
M
I
C
A
 A
PL
I
C
A
D
A
 
AULA 1- Biomoléculas: Visão bioquímica sobre a origem dos seres 
vivos- Organização dos sistemas vivos 
Profª Eliane- esiqueira@ung.br 
Vamos começar! 
Os seres vivos são compostos pelos mesmos elementos da 
matéria bruta os átomos 
Atualmente já se conhecem 109 tipos de átomos ou 
elementos químicos. 
Os átomos raramente se encontram isolados; quase 
sempre estão unidos por meio de ligações químicas, 
produzindo moléculas. 
No interior das células ocorrem, reações químicas 
fundamentais à vida, como a digestão, onde a célula 
ingere o alimento e o “quebra” liberando energia. 
Ou as vezes este alimento ingerido serve para produzir 
outras substâncias necessárias para o organismo. 
Principais Moléculas; 
-70% a 80% Água 
-10% a 15% Proteínas 
-2% a 3% Lipídios 
-1% Glicídios 
-1% Ácidos nucléicos 
-1% Sais Minerais 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE MATÉRIA VIVA 
Bioquímica: 
Composição dos Seres Vivos 
Substâncias 
Inorgânicas: 
moléculas pequenas 
Substâncias 
Orgânicas: moléculas 
complexas, formadas 
por cadeias 
carbônicas 
• Água 
• Sais Minerais 
• Glícídios 
(carboidratos) 
• Lipídios 
• Proteínas 
• Vitaminas 
• Ácidos Nucleicos 
Química é a ciência que se dedica ao 
estudo da matéria, levando em conta a 
sua composição, as reações e as 
transformações. 
A Bioquímica estuda, basicamente, as reações químicas de processos 
biológicos que ocorrem nos organismos vivos. 
 Indústria alimentícia, farmacêutica e cosmética, 
desenvolvendo novos produtos ou aperfeiçoando 
processos; 
 Pesquisas em química, análises clínicas e 
toxicológicas; 
 Pode atuar em pesquisas genéticas; 
 Contribuir para o desenvolvimento de biocombustíveis. 
É a química da vida. 
É o estudo da vida ao nível químico. 
É o estudo das reações químicas que ocorrem em 
organismos biológicos. 
A bioquímica procura entender como a vida existe a 
partir de moléculas intrinsecamente inanimadas (sem 
vida). 
A bioquímica procura explicar a vida em termos químicos 
Importância da Bioquímica e suas relações com outras 
disciplinas: 
Importância para estudos ambientais: 
- processo microbiológicos: 
 tratamento de esgotos e resíduos 
 bioremediação 
 ciclos biogeoquímicos (C, N, S etc.) 
- toxicologia e mutagênese 
- destino de poluentes 
- fotossíntese 
- tipos de vegetação e adaptação 
Bioquímica 
Genética 
Biologia celular 
PRÉ CAMBRIANO 
TABELA DO TEMPO GEOLÓGICO 
 Período que se inicia há aproximadamente 4,5 bilhões de 
anos terminando em 2,5 bilhões de anos 
 
 No início a superfície da Terra é um mar de magma 
 
ARQUEANO 
 
Neste período a superfície 
da Terra começa a esfriar 
formando a primeira 
crosta terrestre. 
 
A Terra estava sendo 
muito bombardeada por 
corpos extraterrestres. 
 
 
A atmosfera era composta 
basicamente por nitrogênio, 
oxigênio, gás carbônico, 
amônia, metano e vapor d’água. 
 
Em um determinado momento a 
água se condensou e na forma 
líquida se acumulou na 
superfície da Terra formando os 
primeiros mares e oceanos. 
 
Aparecem os primeiros 
compostos orgânicos. 
Energia Solar + Energia das descargas elétricas + energia térmicas (vulcões) 
 
 
 
Agrupamento dos Átomos (hidrogênio e outros) 
 
 
 
Moléculas simples 
CH4 (metano) 
H2O (água) 
H2 (hidrogênio) 
NH3 (amônia) 
 
 
 
Atmosfera Primitiva 
 
 
Agrupamento de Moléculas orgânicas simples 
(aminoácidos) 
 
 
Chuva dessas moléculas na superfície e nos oceanos 
 
TEORIAS sobre a ORIGEM DA VIDA 
ABIOGÊNESE OU GERAÇÃO 
ESPONTÂNEA 
ESSA TEORIA ADMITIA QUE A 
MATÉRIA BRUTA DAVA 
ORIGEM A SERES VIVOS A 
PARTIR DE UMA FORÇA VITAL 
Elaborou uma “receita” para produzir ratos por geração espontânea : a partir 
de camisas sujas e grãos de trigos, em um local sossegado e pouco 
iluminado poderia, depois de 21 dias surgir ratos. 
Colocou caldo nutritivo em diversos frascos, ferveu-os por 30 minutos e, 
imediatamente, vedou-os com rolha de cortiça. Depois de alguns dias, os caldos 
estavam repletos de seres microscópios. Ele dizia que depois da esterilização 
dos frascos os novos microorganismos só poderiam ter surgidos por geração 
espontânea. 
Esta teoria diz que os seres vivos 
só podem surgir a partir de novos 
seres vivos 
BIOGÊNESE 
1 – Francesco Redi (1626–1697) 
2 – Lazzaro Spallanzani (1729-1799) 
 3 – Louis Pasteur(1850) 
Ele preparou quatro 
frascos com caldo 
nutritivo e amoleceu 
seus gargalos no 
fogo deixando-os 
sob a forma de 
pescoço de cisne. 
Em seguida ele 
ferveu o caldo e em 
nenhum dos frascos 
foi desenvolvido 
novos organismos 
sepultando de vez a 
teoria da geração 
espontânea. 
 Francesco Redi (1626–1697) 
Ele colocou cadáveres 
de animais em frascos 
de boca larga, vedou 
alguns deles com uma 
gaze muito fina e 
deixou outros abertos. 
Nestes últimos as 
moscas entravam e 
saiam constantemente 
surgiram novas 
moscas enquanto que 
naqueles cobertos 
nada surgiam. Este 
resultado ele já havia 
previsto anterior que 
foi a base para o seu 
livro: “ Experimento 
sobre a geração de 
insetos” 
HIPÓTESE HETEROTRÓFICA 
1 – O primeiro ser vivo: 
 Procarionte 
 Heterótrofo 
 Muito simples 
 
 
 
2 – A Terra primitiva: 
 Inóspita 
 Anaeróbica 
 Muito quente 
 Muitas descargas 
elétricas 
 Gases: Metano, 
Amônia, Hidrogênio e 
Vapor d’água 
EXPERIMENTO DE STANLEY MILLER (1953) 
NH3 
CH4 
H2O 
H2 
DESCARGAS 
ELÉTRICAS 
TEMPERATURA ELEVADA 
ATMOSFERA 
REDUTORA 
ORIGEM DE 
MONÔMEROS 
“CAEM” 
SOBRE A 
LITOSFERA 
COM A DIMINUIÇÃO DA 
TEMPERATURA A ÁGUA SE 
ACUMULA E FORMA O OCEANO 
PRIMITIVO 
OS MONÔMEROS 
SEGUEM PARA À 
ÁGUA 
ELES SE AGLOMERAM E SÃO 
ENVOLVIDOS POR UMA 
PSEUDOMEMBRANA HÍDRICA 
É ORIGINADO O 
COACERVADO 
COACERVADO ERA UM AGLOMERADO DE MOLÉCULAS ORGÂNICAS 
ENVOLVIDAS POR UMA PSEUDO MEMBRANA HÍDRICA 
COACERVADO 
MEMBRANA HÍDRICA 
GRANDE EVOLUÇÃO MOLECULAR 
PRIMEIRA CÉLULA 
MEMBRANA 
PLASMÁTICA 
PROCARIONTE 
HETERÓTROFO 
ANAERÓBICO 
REALIZAVA FERMENTAÇÃO 
PROPORCIONOU 
UMA ATMOSFERA COM CO2 
E UMA CRISE ENERGÉTICA. 
 
POSSIBILITANDO A 
FOTOSSINTESE E 
RECUPERANDO O 
TEOR DE ALIMENTO 
 
ORIGEM DO EUCARIONTE 
TEORIA DA ENDOSSIMBIOSE SEQUENCIAL 
EM SÍNTESE: HIPÓTESE DE OPARIM (1930) 
 
Aminoácidos concentraram-se nos oceanos 
 
 
 
Organização em cadeias de proteínas 
 
 
 
Ligação para formação de Ácidos Nucléicos Vitais (ADN e ARN), lipídeos, 
carboidratos (SOPA DE OPARIM) 
 
 
 
Macromoléculas de colóides 
 
 
 
Interpenetração de colóides formando conservados 
 
 
 
Agrupamento de moléculas de DNA (protogenes) 
 
 
 Miller & Urey (1954) realizam experimentos que comprovam a origem de 
aminoácidos a partir da composição esperada para a atmosfera primitiva e 
descarga elétrica. 
 
Criaram em laboratório as condições da Terra primitiva 
 
 
 
1 dia = aminoácidos em seu oceano primitivo 
 
 
 
ácidos aminados combinam-se formando proteínas 
 
As primeiras formas de vida 
eram anaeróbicas. 
 
São formas de vida 
independentes, tais como 
bactéria e algas azuis 
(cianofíceas), não possuem 
núcleos celulares verdadeiros, 
não possuem organelas. 
 
Primeiro registro de 
cianofíceashá 3,5 bilhões de 
anos (Sílex Apex, Austrália). 
Depósitos de procariontes 
mais antigos formam 
rochas sedimentares tipo 
SÍLEX, nas quais as 
células foram 
mineralizadas por 
substituição 
 
Esses depósitos 
demonstram uma 
variedade de formas entre 
os procariontes, desde 
corpos algáceos 
esferoidais até colônias 
filamentosas 
 
Formação dos primeiros 
ecossistemas simples 
(CO2 + H2O açúcar 
(CH2O) e Oxigênio (O2) 
Na passagem do Arqueozóico para o Proterozóico são encontrados fósseis 
de estromatólitos produzidos pelas cianofíceas. 
 
Definição: estruturas sedimentares laminadas, 
concêntricas, biogênicas, formadas originalmente por 
calcáreo precipitado pela ação fotossintetizante de 
algas azuis. 
Estromatólitos fósseis- Bolívia 
Estromatólitos recentes- Austrália 
Estromatólitos recentes em maré baixa- Austrália 
 Ao longo do tempo, as cianobactérias enriqueceram os mares de 
oxigênio e conseqüentemente a atmosfera permitindo o surgimento da 
vida aeróbica. 
 
PROTEROZÓICO 
 Os continentes encontravam-
se praticamente sem vida. Talvez 
a associação de bactérias e 
algas (líquens) já pudessem ser 
vistas em algumas rochas 
preparando o caminho para a 
futura invasão dos vegetais. 
 
700 milhões de anos- ampla evolução da vida pluricelular com ampla 
variedade de formas = FAUNA DE EDIACARA 
São formas desprovidas de estruturas resistentes. 
 
Provenientes de ambiente marinho litorâneo raso. 
 
Definição: depósito raro, encontrado na Austrália. Compõem-se de restos de animais 
de corpo mole. 
 
Esses restos Ediacarianos, permitem vislumbrar como foi a vida pluricelular mais 
primitiva que evoluiu sobre o planeta. O que visualiza-se são os contornos desses 
organismos. 
O pré-cambriano ocupa 90% 
da história evolutiva/geológica 
do planeta